爆炸复合板
铝／钢爆炸复合板界面的韧化作用
层状复合材料主要是通过外韧化作用，即调配
界 面 的结 合 强 度 及 其 两侧 组 元 的性 能 ，如 弹 性 模 量、强 度 等，使 层 合材 料 具有 最 佳 的断 裂 抗 力。已 往 曾对静 载下 层状复 合材 料 的外 韧 化进行 了定性 的 探 索 ，并提 出各种 外韧 化 机制 ； 有 一 些 工作 ＿ 也 ２ 试 图对外 韧化 作 出定量描 述，做 法是 测 定层 状 材料 断 裂韧性 和基 体材料 的断 裂韧 性 ，两 者相 减 即得 出 外韧 化值 。这 种方法 虽可得 到 具体 数值 ，但 这 是 静 载 下的断 裂韧 性 ，与疲 劳载荷 下 裂纹 的止裂 相差 较 大 ，且缺 乏理 论依据 。 近年来 对 金属层 合板 中两侧 组元 性能错 配 引起 的外 韧化作 用进 行 了 一 系列 理 论 分析 。ｓ ｒｓ＿ 结 ｕｅｈ］ 合 实验研 究了 弹性模 量相 同、屈服 强 度不 同的层状 材料 中垂 直界 面的疲 劳裂 纹扩展 行 为 ，对 组 元弹 塑 性 能错 配导 致 的外韧 化有 了一定 的认 识 ｌ 。但金 ４ 属层合 板 的外韧 化除组 元性 能错 配 外 ，还 和界 面作
铝 板 （ Ｙ１ ） 低碳锅 炉 钢 板 （ ０ 爆 炸 复 合而 成 。 Ｌ ２和 ２ Ｇ）
爆炸 复合 采 用对 称碰 撞 ，通 过 高速 、高温 、高压 和 瞬 时相 互 冲 击后 复 合 。硬 铝 板 表 面 包覆 的纯 ＡＩ 层 约厚 ０２ ｍ。复合板 组元 拉 伸’ ．５Ｉ ｂ 性能如 表 １ 示。 所 疲 劳实验 采用 四点 弯 曲试 样，在 Ａｍ ｌ 高 频 ｓｅ ｒ 疲 劳试验 机 上 进 行 ，频 率 为 ５ ～６ ，正 弦 波 加 ０ ０Ｈｚ 载 ， 力 比 为０ １ 裂 纹 长 度 采 用 间 接 直 流 电 势 法 应 ．。
典型材料爆炸焊及爆炸焊安全讲解
爆炸焊
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（二）质量检验方法
爆炸打伤
由于炸药结块或分布不均匀，使局部能量过大，或者炸药内混有固 态硬物，其撞击覆板表面而出现的麻坑、凹陷或小沟等，影响表面 质量，其防止措施主要是净化炸药和均匀布药。
除上述宏观缺陷外，在爆炸焊的复合板内部通过一些非破坏性和 破坏性的方法还可能测出微观缺陷，如微裂纹、显微孔洞、夹杂物 或粗大的组织状态等。这些微观缺陷会造成爆炸复合板的显微组织 不均匀，影响复合板的力学性能。
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LEE MAN (SCETC)
爆炸焊 （二）钛-钢复合板爆炸焊接参数选择
从排气角度考虑，覆板越 厚、面积越大，炸药的爆速 应该越低，并且应采用中心 起爆法。为了减小和消除雷 管区影响，在雷管下通常添 加一定量的高爆速炸药。在 爆炸焊接大面积复合板的情 况下，为了间隙的支撑有保 证，可在两板之间安放一定 形状和数量的金属间隙物。 在大厚板坯的爆炸焊接情况 下，间隙柱宜支撑在基板之 外。为了提高效率和更好地 保证焊接质量，可采用对称 碰撞爆炸焊接的工艺来制造 这种复合板坯，如图7-9所示。
钛 / 钢 复 合 板 氧 化 塔
LEE MAN (SCETC)
爆炸焊 （一）钛-钢复合板爆炸焊接的安装
大面积钛-钢复合板爆炸焊 接时，其安装工艺多采用平 行法，起爆方式多采用中心 起爆法，少数情况下在长边 中部起爆，各类安装工艺示 意如图7-8所示。图中有两 个投影视图，分别表示板的 长度和宽度方向。图7-8a、 b分别表示雷管的安放位置 不同；图7-8c～e分别表示 有高速起爆混合炸药时的雷 管安放位置。
装配时应在固定的夹具上装配，要控制好间距，通常间距为0.7～0.8mm。 然后装好炸药，用药量也根据锆合金管壁厚而定，如壁厚为1mm时，用药 量65 ～ 70g；壁厚为1.5 ～ 2.0mm时，用药量75 ～85 g；壁厚为2.0 ～ 3.0mm时，用药量80 ～ 100g。
爆炸复合钢板的复层中残余应力分布的测定
板内必然产生残余应力 。这对复合板材 的加 工、 使
用和 耐蚀 性 等 一 定 会 带 来 不 利 影 响 。 因 此 ， 究 和 研
测定复合板 内残余应力的大小和分布显然具有重要
＊ 本文是陕西 省 自然科学研究计划项 目（ 编号 ９ Ｃ ６ 的部分成果 。 ４ １）
越大 ， 最大残余应力可达 １０ Ｐ ０ Ｍ ａ以上。该测试结果对复合钢板 的选用具有一定实际意义。
关键词： 合钢 板 ； 余 应 力 ； 试 方 法 ； 复 残 测 盲孔 法
中 图分 类 号 ：Ｇ １ ． 文 献 标 识 码 ： 文 章 编 号 ：０ １ ８ ７２ ））６ ０ ２ ４ Ｔ １５ ５ Ａ １０ —４３ ｛（ ２０ —０ １ —０ Ｘ
２ 测试 方 法
产生高速碰撞引起 的高温、 高压 和剧烈 的塑性 变形 迅速 完成 牢 固 的冶 金结 合 。在 金 相显 微 镜 下观 察 发 现， 这种 复 合 钢 板 的 结 合 界 面 呈 现 近 似 正 弦 波 形 。
由于两 种材 料 的 强度 、 膨胀 系数 等 的差 异 ， 复合 线 在
维普资讯
爆 炸 复 合 钢 板 的 复 层 中 残 余 应 力 分 布 的 测 定
西 安 石油 学 院 李栋才 李 霄
摘 要： 改进 的盲孔 法 对 一种 复合 钢 板 的双 相 不 锈 钢 ０ ｃ１Ｎ５ ３ｉ 用 ０ ｒ８ ｉＭ０ｓ２复层 中残 余 应 力 测 试 结 果 表 明 ， 层 内存 在 不均 匀 的残余 应 力 ， 复 复层 表 面 的残 余 应 力 较 小 ， 靠近 复层 与基 层 的结 合 面应 力 约
钢 ， 种 钢具 有 优 良的耐腐 蚀 能 力 。 以它 为复 层 ， 这 以 １Ｍｎ ６ Ｒ等 钢 为基 层 而开 发 出 的爆 炸 复合 板 已广 泛 用
钛铝复合板爆炸焊接技术研究进展
第37卷第6期2020年12月Voi.37No.6Decembee2020Ti穀臧钛/铝复合板爆炸焊接技术研究进展田晓东'，王小苗'，丁旭2,彭艺杰'，周仁健'，罗海龙3(1.长安大学，陕西西安710064)(2.西安航空学院，陕西西安710077)(3.西安市轻金属爆炸复合材料工程研究中心，陕西西安710086)摘要：通过爆炸焊接技术制备的钛/铝复合板可兼具钛合金耐腐蚀性和铝合金低成本的优点。
对钛/铝复合板爆炸焊接技术的研究进展进行介绍，论述了炸药种类、质量比#、基覆板间距及爆炸焊接窗口等主要工艺参数对钛/铝复合板组织和的影响；了影响钛/铝复合板结合界面的主要因素一一金属间化合物种类、扩散层和界面波形；对钛/铝复合板硬度、抗强度、抗拉强度伸的研究进行了汇总分析。
最后，了钛/铝复合板工研究的重点方向。
关键词：钛/铝复合板；爆炸焊接；结合界面；工艺参数中图分类号：TG456.6文献标识码：A文章编号：1009-9964(2020)06-034-07Research Progres s of Explosive Welding Technology for Ti/Al Clad PlatesTian Xiaodong1，Wang Xiaomiaa1，Ding Xu2，Peng Yijie1，Zhou Renjian1，Lua Hailong3(1./hang'an University，Xi's710064,/hina)(2.Xi'an Aeronautical University，Xi'an710077，China)(3.Xi'an Light Metai Explosive Composite Materiale Engineering Research/enter，Xi'an710086，China)Abstract:The Ti/AO clad plate prepared by explosiw welding technology can haw the advantagvs of titanium Slay cagosion resistanca and aluminum Slay low cast.The reseerch progress of explosiw welding technology fgr Ti/AO clad plates was iny■oduced，and discussed the effects of technoloyicai parameters such as explosiw types，mass ratic #，base-to-Tyer plate spacing and explosiw welding window on the structure and performanca of Ti/Al clad plates，and the main factors affecting the bonding inmrfaca of Ti/AO composite plate were analyzed，Cicluding the types of intermetallic compounds，diOusion layer and interfaca wawform of the interfaca in the Ti/AO clad plate.The studies on hadness,sheer strength，tensiOe strength and tensiOe fracture of the Ti/Al clad plate were summarized.FinSly,the development trend of explosiw welding technology far Ti/AO clad plate is pointed out.Key words:Ti/Al clad plate；explosive welding；bonding interfaca；process parameter钛及钛合金具有比强度高、耐温力学 异的特点，在航空航天、舰船等行业被广泛使用，但其格较高[1，2]%合金密度小，作为主要的轻量化结构材料，是制行器的主要材料，在工艺和价格上较其他合金有明显优势，收稿日期：2020-06-25基金项目：2019年度西安航空科技创业资金项目(2019-01)；大学生创新创业(S202010710224)；西安市科技创新引导项目(201805032YD10CG16(3))通信作者：田晓(1980—)，，副教授。
TA2／316L爆炸复合板界面分析
侧 晶粒 细化不明显 ，这 主要 是 由于熔化 的基覆 板材 料首 先 形成 一个 小的熔池 ，在这个 熔池 中细小 的基 体颗粒 和各 种 细小夹杂 物提供 了大量 的结 晶核心 ，在 相对较 庞大 的处 于 室温 的基体材料 的冷却下迅速结 晶，形成一薄层细 晶组织 ； 另一方 面 ，当复板 以几 百米 每秒 的速度 向基 板撞 击时 ，界 面两侧一 薄层 金属在 切 应力 的作 用 下 ，在 波形 成 的 同时 ，
复合材料拉伸后波状界面发生 了分离 ，且有 明显 颈缩 ， 典 型断 口如 图 １ 。图 ２是 表示在 复合 板结 合界 面两 侧 ，南
界 面向外显微硬度 的分布线 （ 沿界面 向外每隔 ０ ． １ ｍｍ打一
本试验采用平行安装 法 ，炸药选 用爆速 较低 的硝铵 膨
点） ，虚 线 表示 小 波 状 界 面 ，实线 表 示 微 波 状 界 面 ， 由此 可
０ 引 言
金属 复合材料是供 特殊用途设 备使用 的两种 或两种 以
上 的金属经 复合 而形 成的一种 新型材料 。达到既 节约贵 重 材料又能满足设备 技术 条件 的要求 。当前生 产复 合材料 的 方法很多 ， 但 最简便 又实用 的是爆 炸复合 法 。因 它具有 Ｔ 艺简单 、生产速度快 、劳 动条件较 好等优 点 ，故是 较理想 的生产 复合材 的方 法。而爆炸复合 板是利用 炸药 爆炸释 放 的能量 ，使两种或两种 以 上的金属高速 碰撞 ，在 结合界 面 达到冶金结合 的 一种 复合材 料 ，由于爆 炸焊 接 的独特 性 ， 所形成 的复合材料 的复 合界面及 界面两侧 材料 的微 观组织 有其独具 的特 点 。现 以 ＴＡ２ ／ ３ １ ６ Ｌ两 种爆 炸 复合 板为 例 ， 对其进行金相组织 、显 微硬度 、扫 描电镜及 能谱 仪 的观 察
压力容器用双相不锈钢-低合金钢爆炸复合板热处理工艺的探究
压力容器用双相不锈钢 -低合金钢爆炸复合板热处理工艺的探究摘要：通过对双相不锈钢、低合金钢在热处理过程中组织转变特点的分析，并模拟双相不锈钢-低合金钢（S22053-Q345R）爆炸复合后进行热处理试验，对试件进行硬度检测、组织成分检测，力学性能试验、抗腐蚀性能试验，以验证热处理工艺方案的正确性，对同类复合板材料爆炸复合后的热处理工艺起到指导意义。
关键词：双相不锈钢低合金钢爆炸复合板热处理前言：双相不锈钢兼有奥氏体不锈钢与铁属体不锈钢的特性，具有韧性高、脆性转变温度低、焊接性好、耐晶间腐蚀性高等特性；不但保留了铁素体不锈钢导热系数高、热膨胀系数小、超塑性等特点，而且比奥氏体不锈钢的强度高，特别是疲劳强度、屈服强度显著提高。
双相不锈钢-低合金钢爆炸复合板成本低，耐晶间腐蚀性能高，特别在氯溶液及H2S中的耐应力腐蚀性能相对奥氏体不锈钢显著提高，具有抗孔蚀和缝隙腐蚀的能力，而且具有良好的韧性和强度等综合性能。
在工业中应用越来越多，如大型化工容器、石油工业、化学工业等。
双相不锈钢与低合金钢由于化学成分、硬度、组织成分存在较大差异，在热处理过程中，组织成分变化有各自的特点，因此，如何制定出最佳的热处理方案，既能消除爆炸焊接的残余应力，满足双相不锈钢-低合金钢爆炸复合板的剪切强度、力学性能、冲击性能、弯曲性能，又能满足双相不锈钢抗腐蚀性能，成为了一个新课题。
1.双相不锈钢热处理过程中组织转变1.1 S22053典型双相不锈钢为例进行分析研究S22053板材α(铁素体)与γ（奥氏体）所占体积分数相近，经定量金相统计分析结果表明，原始板材中α相约占46%，γ相约占54%。
而在热处理过程中会发生组织转变，从而影响板材的力学性能。
表一：S22053板材化学成分S2 2035022Cr23Ni5 Mo3N当热处理温度在950-1150℃范围内时，随热处理温度的提高，α相逐渐增多，γ相逐渐减少，组织中α相与γ相相对含量和热处理温度呈线性关系（见图一）。
不锈钢复合板简介
不锈钢复合板介绍目录一、爆炸不锈钢复合板的历史由来．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．二、爆炸不锈钢复合钢板基础知识．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．１．不锈钢复合板爆炸基本原理．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．２．不锈钢复合板爆炸工艺流程．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．３．不锈钢复合板爆炸性能分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．3.1界面的结合率．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．3.2界面剪切强度．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．3.3 拉伸性能．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．3.4 冷弯性能．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．3.5 冲击性能．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．3.6 扭转性能．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．3.7 其它．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．3.7.1 硬度．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．3.7.2 焊接．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．3.7.3 热处理．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．４．不锈钢复合板爆炸优缺分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．５.不锈钢复合板的发展现状及应用简介．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．一、爆炸不锈钢复合板的历史由来爆炸不锈钢复合板，它是以炸药为能源，利用炸药爆炸时产生的冲击波使两层或多层同种或异种材料高速倾斜碰撞、而焊合在一起的方法。
316L／15CrMoR爆炸复合板结合区微观组织研究
个波 的波长分别为 １７ ， ４ ，０３ ｍ， ０７ １ ８ １４ ０ 平均值 １５ ｍ； ０６Ｉ 波高分别 为 ４９ ５９ ３４ ｍ， ｘ ８ ，２ ，４ 平均 值
４４ ５ ｍ。其过渡 区域较窄 ， 合强度较高 ， 于 结 属
数、 塑性变形区域晶粒度变化以及变形层、 渗碳层 的厚度 ； Ｓ一 ４０ 用 ３０ Ｎ扫描 电镜进行结合 区表面
ｌ ０℃／ 应处 理 ； 处 理工 艺为 ９ ０ｏ １ｈ消 热 ７ Ｃ正火 ＋ ７ ０ｏ ２ Ｃ回火 ， 温 时 间均 为 １５ｈ 保 ． 。
沿爆轰方 向截取 ２ ｍ× ０ｍ ０ｍ ２ ｍ× ０ｍ １ ｍ试 样磨 制 金 相 ， 基 覆 层 分 别 浸 蚀 ， 层 １ＣＭｏ 对 基 ５ｒ Ｒ 采用 ４ ％硝 酸酒 精溶 液浸 蚀 ， 层 ３６ 覆 １Ｌ不锈 钢 采
３６ ／５ ｒ ｏ Ｌ １ Ｍ Ｒ爆炸复合板结合区 １ Ｃ 微观 组 织 研 究
王 鹏 张 罡 邹克 让 苑 玉玲 ， ， ， （． 阳理工大学 材料科学与工程学院， １沈 辽宁 沈 阳 １０５ ；． １１９ ２ 沈阳理工大学 工程实践 中心 ， 辽宁 沈 阳 ．１０５ ；． １１９３ 睿能 太宇 （ 阳） 沈 能源 技术 有 限公 司 ， 宁 沈 阳 辽 １０２ ） １０７
Ｔｈ ｖ ｆｒ ｆｂｏ ｄ ｎ ｏ ｅ ｉ ｍａ ｌｗａ ｅ ａ ｔ ｖ ｒ ｇ ｖ ｌ ｎ ｔ ｓ１ ５ ｘ ， ｖ ｒ ｇ ｖ ｅｉｈ ｅ ｗａ ｅ ｏ ｏ ｎ ｉ ｇ ｚ ｎ ｓｓ ｌ ｍ ｖ ｎｄ ｉｓａ ｅ ａ ｅ ｗａ ｅｅ ｇｈ ｉ ０ ６ ｌｍ ａ ｅａ ｅ ｗａ ｅ ｈ ｉ ｔ ｇ
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爆炸复合板
一、什么是爆炸复合板
爆炸复合板即采用爆炸复合法（爆炸焊接法）生产的金属复合板，爆炸复合板一般指爆炸金属复合板。
二、爆炸复合板生产方法
将制备好的复板放置在基板之上，然后在复板上铺设一层炸药，利用炸药爆炸时产生的瞬时超高压和超高速冲击能实现金属层间的固态冶金结合。
爆炸复合板生产工艺虽然简单，生
产灵活，但是技术要求高，难于精确控制，
母材性能（韧性、冲击性能等）、炸药性能
（爆速稳定、安全等）、初始参数（单位面
积炸药量、基复板间距等）和动态参数（碰撞角、复板碰撞速度等）的选择与系统配合对复合板的成品率及质量有着直接的影响。
复合界面由直接结合区、熔化层和漩涡组成。
结合界面存在原子扩散，结合区发生了严重的塑性变形并伴有加工硬化。
结合面为波状结构，对结合强度和抗拉强度的提高有益。
三、爆炸复合板性能
爆炸焊接爆炸复合板不会改变原有材料的化学成分和物理状态，可以根据实际需要，将待复合材料单独处理成所需的最佳状态。
爆炸复合板的应用性能十分优良，可以经受冷、热加工而不改变组合材料的厚度比复合材料的结合强度很高，通常高于组合材料较低
的一方，这是其它技术无法达到的。
复合材料在后续的热处理、校平、切割、卷筒、旋压等生产中，不会产生分层或开裂。
对常温和550℃热处理的碳钢表层（近界面层）有严重变形引起的纤维状组织和许多细小颗粒，心部组织为铁素体加珠光体；不锈钢界面为第二相点状组织，心部为针状组织。
但经650℃处理的碳钢样品近界面区小颗粒组织消失（表示可能发生脱碳），晶粒变得粗大，心部组织仍为铁素体加珠光体，但已看不到组织变形所产生的滑移线；而在不锈钢界面则有大量的黑色小颗粒，钛钢复合板可能是脱碳后形成的碳化铬颗粒料的优点于一体，充分发挥了不同金属材料的使用性能，大大节约了稀有金属材料，从而降低设备的生产成本。
铝/钢、铅/钢、钛/钢、银/铜等。
四、爆炸复合板的应用
爆炸复合法生产的复合材料已经广泛应用于石油、化工、造船、电子、电力、冶金、机械、航空航天、原子能等工业领域。
复合板是一种以碳钢为基板，单面或多面以贵重金属为复层的双金属高效节能新型复合材料, 经过爆炸焊接的特殊加工工艺复合而成，既具有贵重金属的耐腐蚀性、耐磨性，又具有碳钢良好的可焊性、成型性、延伸性、导热性；爆炸复合板现广泛应用于石油化工、冶金、制盐制碱、水工行业、核工业行业中。